路基填筑对基底高含冰量多年冻土水热状态的影响

作     者：郭惠芹 王蕴嘉 张千里 闫宏业 陈锋 GUO Huiqin;WANG Yunjia;ZHANG Qianli;YAN Hongye;CHEN Feng

作者机构：中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 

出 版 物：《铁道建筑》 (Railway Engineering)

年 卷 期：2023年第63卷第11期

页      面：11-18页

学科分类：081401[工学-岩土工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 

基　　金：国家自然科学基金(U2268216) 中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021G047) 

主　　题：铁路路基 多年冻土 数值模拟 高含冰量 填料蓄热 水热特征 

摘      要：以青藏铁路典型试验断面为例,通过建立多年冻土路基水热耦合计算模型,研究了填料温度和路基高度对基底高含冰量冻土水热特征的影响以及冻土保护措施对高含冰量地段高路堤的冷却效果。结果表明:路基填筑会导致基底低温-高含冰量冻土变为高温-高含冰量冻土,升温幅度与填料温度、路基高度均正相关;高含冰量地段路堤填筑高度过大易导致融化夹层的出现,引起冻土上限下降,不利于多年冻土路基的热稳定性,普通路基应将填筑高度尽量控制在5 m以内;高含冰量冻土升温后释放大量未冻水,并在负等温线下凹处汇集,进一步对基底多年冻土造成水热侵蚀;基底高含冰量冻土未冻含水率随填料温度增大呈指数增加,随路基高度增大呈对数增加;对于高含冰量地段的高路堤,热棒的制冷效果较块石层更加明显,热棒路基基底多年冻土地温及未冻含水率明显更低,因此高路堤应尽量采取热棒措施,同时加强坡脚位置冻土的水热防护。